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Soil gnotobiology: Microbial transplantation beween soils

Research Project

Project/Area Number 16K18665
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Plant nutrition/Soil science
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Kato Hiromi  東北大学, 生命科学研究科, 助教 (90727265)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords土壌 / 細菌叢形成 / 微生物移植 / 褐色森林土 / 黒ボク土 / 移動性細菌 / 難培養性細菌 / Swarming / ノトバイオロジー / Verrucomicrobia / 細菌叢遷移 / Betaproteobacteria / 微生物 / 土壌学 / 生態系修復・整備 / 環境変動 / 水質汚濁・土壌汚染防止・浄化
Outline of Final Research Achievements

We performed microbial transplantation between the two different types of soil (brown forest soil and andisol) to evaluate effect of physicochemical and microbial factors on microbial community formation in the soils. We showed that higher mixing ratio of andisol resulted in high levels of viable cells and actinomycetes regardless of the parental communities, implying the dominating effect of physicochemical factors on microbial colonization in the soils. Furthermore, we found that dominant bacteria in the initial step of the colonization exhibited the promoting ability of other bacterial growth, implying sequential growth networks among bacteria during the microbial colonization in the soils.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

土壌微生物叢が示す安定性は、土壌改良やバイオオーギュメンテーション等、人間が望んだ菌叢へと変化させる技術に対しては大きな障壁となっている。人間社会において土壌機能を有効的かつ持続的に活用するためには、土壌微生物叢が土壌の物理化学的性質とどのような因果関係にあるか、微生物叢の構造を任意に変化させるために必要な要素は何なのか、を解明する必要がある。本研究で得られた成果は、これら問題に対して基盤となる情報を提供するとともに、将来的に土壌菌叢誘導技術への応用にも期待できる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Suppression of substrate inhibition in phenanthrene-degrading Mycobacterium by co-cultivation with a non-degrading Burkholderia strain.2019

    • Author(s)
      Natsumi Ogawa, Hiromi Kato, Kouhei Kishida, Eikichi Ichihashi, Taichiro Ishige, Hirofumi Yoshikawa, Yuji Nagata, Yoshiyuki Ohtsubo, Masataka Tsuda
    • Journal Title

      Microbiology

      Volume: 印刷中 Issue: 6 Pages: 625-637

    • DOI

      10.1099/mic.0.000801

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 汚染物質分解コンソーシアムにおけるキープレイヤーとオーディエンス2018

    • Author(s)
      加藤 広海,小川なつみ,津田 雅孝,永田 裕二
    • Journal Title

      環境バイオテクノロジー学会誌

      Volume: 18 Pages: 15-20

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 土壌細菌叢のノトバイオロジー2018

    • Author(s)
      加藤広海
    • Journal Title

      アグリバイオ

      Volume: 2 Pages: 107-109

    • NAID

      40021807676

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  • [Journal Article] Establishment of plasmid vector and allelic exchange mutagenesis systems in a mycobacterial strain that is able to degrade polycyclic aromatic hydrocarbon.2018

    • Author(s)
      Kishida K, Ogawa N, Ichihashi E, Kato H, Nagata Y, Ohtsubo Y, Tsuda M.
    • Journal Title

      Bioscience, biotechnology, and biochemistry

      Volume: 82 Issue: 7 Pages: 1-3

    • DOI

      10.1080/09168451.2018.1445522

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      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Isotopic Fractionation of Sulfur in Carbonyl Sulfide by Carbonyl Sulfide Hydrolase of <i>Thiobacillus thioparus</i> THI1152017

    • Author(s)
      Ogawa T, Hattori S, Kamezaki K, Kato H, Yoshida N, Katayama Y.
    • Journal Title

      Microbes and Environments

      Volume: 32 Issue: 4 Pages: 367-375

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME17130

    • NAID

      130006286302

    • ISSN
      1342-6311, 1347-4405
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  • [Journal Article] 土壌細菌叢メタゲノムの時間的変動2017

    • Author(s)
      加藤広海,津田雅孝
    • Journal Title

      生体の科学

      Volume: 68 Pages: 160-164

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  • [Journal Article] Comparison of the complete genome sequences of four γ-hexachlorocyclohexane-degrading bacterial strains: insights into the evolution of bacteria able to degrade a recalcitrant man-made pesticide.2016

    • Author(s)
      Tabata M, Ohhata S, Nikawadori Y, Kishida K, Sato T, Kawasumi T, Kato H, Ohtsubo Y, Tsuda M, Nagata Y.
    • Journal Title

      DNA Res.

      Volume: 6 Issue: 6 Pages: 581-599

    • DOI

      10.1093/dnares/dsw041

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  • [Presentation] Mycobacterium sp. EPa45株におけるフェナントレン分解関連遺伝子群の転写解析2019

    • Author(s)
      市橋 永吉、小川 なつみ、加藤 広海、岸田 康平、野々山 翔太、永田 裕二、大坪 嘉行、津田 雅孝
    • Organizer
      第13回日本ゲノム微生物学会年会
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  • [Presentation] フェナントレン分解細菌Mycobacterium sp. EPa45株の生育阻害因子の解析2019

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      堀川慧太、池内倫子、小川なつみ、加藤広海、大坪嘉行、永田裕二、津田雅孝
    • Organizer
      第13回日本ゲノム微生物学会年会
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      加藤 広海、津田雅孝、永田裕二
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      高橋 紳八、加藤 広海、永田 裕二、大塚 重人、大坪 嘉行、津田 雅孝
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      日本農芸化学会2019年度大会
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  • [Presentation] 人工汚染化土壌からの有機塩素殺虫剤分解酵素遺伝子取得の試み2019

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      蘇立俊、加藤広海、大坪嘉行、津田雅孝、永田裕二
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      日本農芸化学会2019年度大会
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  • [Presentation] 細菌間の接近と拡散が有機塩素系殺虫剤の分解コミュニティに与える影響2019

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      羽賀千晃、加藤広海、大坪嘉行、津田雅孝、永田裕二
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      日本農芸化学会2019年度大会
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  • [Presentation] アルコールデヒドロゲナーゼAdhX遺伝子依存的貧栄養環境適応機構の普遍性2019

    • Author(s)
      酒井洋範、稲葉慎之介、加藤広海、大坪嘉行、津田雅孝、永田裕二
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 土壌細菌叢の形成プロセスにおける再現性2018

    • Author(s)
      加藤 広海、森 宙史、黒川 顕、津田 雅孝、永田 裕二
    • Organizer
      日本微生物生態学会第32回大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Construction of Efficient Organochlorine Pesticide Degraders by Using an Artificial Gene Cluster2018

    • Author(s)
      Lijun Su, Hiromi Kato, Yoshiyuki Ohtsubo, Masataka Tsuda, Yuji Nagata
    • Organizer
      日本微生物生態学会第32回大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機塩素系農薬の分解細菌コミュニティを構成する細菌間の関係性2018

    • Author(s)
      羽賀千晃、加藤広海、大坪嘉行、津田雅孝,永田裕二
    • Organizer
      第36回農薬環境科学研究会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境汚染物質の分解細菌コミュニティにおける非分解菌コロニーの分解菌コロニーへの接近現象2018

    • Author(s)
      加藤 広海、大坪 嘉行、津田 雅孝、永田 裕二
    • Organizer
      日本農芸化学会2018年度大会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 土壌由来難培養性細菌の単離及び易培養性細菌との共存関係2018

    • Author(s)
      高橋 紳八、加藤 広海、永田 裕二、大塚 重人、大坪 嘉行、津田 雅孝
    • Organizer
      日本農芸化学会2018年度大会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 難分解性有機塩素系殺虫剤の分解細菌コミュニティにおける非分解菌の役割2017

    • Author(s)
      加藤 広海、大坪 嘉行、津田 雅孝、永田 裕二
    • Organizer
      日本農芸化学会2017年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大学(京都府京都市)
    • Year and Date
      2017-03-17
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 有機塩素系殺虫剤γ-hexachlorocyclohexane分解コミュニティのメタゲノム解析2017

    • Author(s)
      加藤広海、大坪嘉行、津田雅孝、永田裕二
    • Organizer
      第11回日本ゲノム微生物学会年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学(神奈川県藤沢市)
    • Year and Date
      2017-03-02
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 利用する:汚染物質分解コンソーシアムにおける非分解菌の役割2017

    • Author(s)
      加藤 広海,小川 なつみ,大坪 嘉行,永田 裕二,津田 雅孝
    • Organizer
      環境微生物系学会合同大会2017
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    • Invited
  • [Presentation] 再構築された土壌微生物群集の超長期培養2016

    • Author(s)
      加藤広海、渡来直生、森宙史、大坪嘉行、永田裕二、黒川顕、津田雅孝
    • Organizer
      日本微生物生態学会 第31回大会
    • Place of Presentation
      横須賀市文化会館(神奈川県横須賀市)
    • Year and Date
      2016-10-22
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Robustness of soil microbiome against chemical disturbance2016

    • Author(s)
      Hiromi Kato, Masataka Tsuda
    • Organizer
      The 8th Asian Symposium on Microbial Ecology
    • Place of Presentation
      National Taiwan University (Taipei, Taiwan)
    • Year and Date
      2016-09-30
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] DNA Traffic in the Environment2019

    • Author(s)
      Yuji Nagata, Hiromi Kato, Yoshiyuki Ohtsubo, Masataka Tsuda, et al.
    • Total Pages
      278
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9789811334115
    • Related Report
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  • [Book] NGSアプリケーション メタゲノム解析実験プロトコール2016

    • Author(s)
      加藤広海,津田雅孝 ,他(共著)
    • Total Pages
      229
    • Publisher
      羊土社
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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